泵与发动机的功率匹配原理

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1、泵与发动机的功率匹配原理发动机的输出功率：ｎｅ=ｍｅ·ｎｅ/9549（1）式中：ｎｅ——发动机输出功率（kw）ｍｅ——发动机转矩（n·m）ｎｅ——发动机转速（r/min）泵的输出功率为：ｎｂ＝ｐｂｑｂ/60＝ｐｂｑｂｎｂ/60000（２）式中：ｎｂ——泵的输出功率（kw）ｐｂ——泵出口压力（mpa）ｑｂ——泵出口流量（l/min）ｑｂ——泵的排量（ml/r）ｎｂ——泵的转速（r/min）泵与发动机直接连接，有ｎｂ=ｎｅ。由传动关系知，ｎｂ与ｎｅ又满足：ｎｂ=ｎｅη１η２（3）式中η1——泵与发动机之间的传动效率，泵与发动机直接连接时取为1，泵与发动机

2、通过分动箱相连时取为0.97η2——泵自身的效率泵与发动机的功率匹配原理发动机的输出功率：ｎｅ=ｍｅ·ｎｅ/9549（1）式中：ｎｅ——发动机输出功率（kw）ｍｅ——发动机转矩（n·m）ｎｅ——发动机转速（r/min）泵的输出功率为：ｎｂ＝ｐｂｑｂ/60＝ｐｂｑｂｎｂ/60000（２）式中：ｎｂ——泵的输出功率（kw）ｐｂ——泵出口压力（mpa）ｑｂ——泵出口流量（l/min）ｑｂ——泵的排量（ml/r）ｎｂ——泵的转速（r/min）泵与发动机直接连接，有ｎｂ=ｎｅ。由传动关系知，ｎｂ与ｎｅ又满足：ｎｂ=ｎｅη１η２（3）式中η1——泵与发动机之间的

3、传动效率，泵与发动机直接连接时取为1，泵与发动机通过分动箱相连时取为0.97η2——泵自身的效率，由于泵一般为变量柱塞泵，当泵的排量、转速、压力变化时，效率也随之变化，因此，泵的效率值由供应商提供。当发动机期望工作在某一最佳工作点时，其输出转矩为一常值，所以泵与发动机功率匹配，有关系式：ｍｂ＝ｐｂｑｂ/2π＝常值（4）式中：ｍｂ——泵的吸收转矩n·m因此，当负载ｐｂ变化时，通过调节泵的排量ｑｂ使得泵的输出转矩不变，就实现了泵与发动机之间的功率匹配，发动机的转速为设定的最佳工作点处的转速。从而得出结论：当发动机在设定的最佳工作点运行时，欲实现泵与发动机

4、匹配，则要求泵具有恒功率特性，图１所示。此主题相关图片如下：[disablelbcode]恒功率泵可采用机械控制或微控器控制，机械控制的恒功率变量是靠不同的弹簧组合来近似实现恒功率的，在其恒功率区段能实现泵与发动机的匹配，但是有调节不方便、存在误差等不足。而当采取微控器（如ＭＣ控制器）控制时，能实现泵与发动机的精确匹配，而且调节方便。２柴油机最佳工作点的选取图２是发动机的外特性转矩曲线图，曲线ＡＢＣＤ是发动机的全负荷速度特性，斜线ＡＨ、ＢＩ、ＣＪ、ＤＫ为不同油门位置时的调速特性。点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ分别是对应的最大功率输出点。因为一个油门位置Ｘ对应一个最

5、大功率输出点，所以最大功率Ｎｍａｘ（Ｍ，ｎ）是油门位置ｘ的函数，即：Ｎｍａｘ（Ｍ，ｎ）＝ｆ１（ｘ）（5）所以只要调节油门的位置，就可选择不同的功率模式。发动机在工作时，其所受的转矩为自变量，转矩的大小取决于后接负载的大小，而发动机转速是因变量，所以：ｎ＝ｆ２（Ｍ）６因为发动机正常工作时，后接负载往往低于该油门位置时的最大负载，所以发动机工作时往往工作在调速特性阶段，而调速特性段的功率低于该油门位置时的最大功率，因此发动机在正常工作时其效能往往未能得到充分发挥。要想得到最大的工作效率，发动机应始终工作在最大功率点。在不同的油门位置下，虽然都可以工作在最

6、大功率点，但是在有些最大功率点（如图２中的Ｂ、Ｃ、Ｄ点）抗过载能力很差，容易导致发动机熄火，所以在不同油门位置下，最大功率点的设定应如图２中的Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｇ点，使得在每一个最大功率点都留有一定的过载余量如δＭ＝ＭＤ－ＭＧ，而不至于导致发动机熄火，δＭ大小视不同油门位置时的具体工作特性而定，其趋势如图２中的ＡＥＦＧ曲线，因此实际工作时设定的最大功率点应落在ＡＥＦＧ曲线上。此主题相关图片如下：[DISABLELBCODE]由图３的ＮＴ８５５－Ｃ２８０ＢＣⅢ柴油机外特性曲线可以看出（见图３中曲线２）：发动机飞轮转矩的增加会引起发动机转速的下降（掉速），当发

7、动机转速下降至最大转矩点时?熏发动机输出转矩开始下降，此时发动机工作不稳定，转速急剧下降直至熄火，为了防止发动机熄火和充分利用发动机功率，只有及时减小液压泵的排量，降低发动机的负荷。从图３可以看出，只有当发动机工作在（１６００，１９００）r/min区段时即可兼顾发动机输出功率与转矩均在较大且比油耗最小状态３泵与发动机匹配的实现对于全液压推土机，泵与发动机匹配的实现，一般采用极限负荷调节法。由图１可以看出，由于变量柱塞泵具有恒功率的特性，所以实现恒功率控制是一种最理想的状态。但在实际应用中，恒功率控制是非常难以实现的，比较成功的一种办法是实现发动机的恒

8、转速控制。采用极限负荷调节法，使发动机工作在最佳转速范围内。如图４，发动机９和变量泵４刚性联接在一起，变量泵